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基于多目标规划的Z公司啤酒配方优化研究

作　者: 张宇锋
导　师: 叶飞
学　校: 华南理工大学
专　业: 工业工程
关键词: 啤酒配方优化多目标规划建模
分类号: TS262.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

原料配方优化设计问题是化工、食品、材料等领域中的一个重要研究内容。产品配方设计是一门涉及多学科的复杂的边缘性综合技术。啤酒配方工艺是啤酒生产中十分重要的工艺设计过程之一。啤酒配方的多种物料配比选取和工艺曲线得恰当与否将直接影响到相应啤酒产品的质量、产量和成本。因此，如何优化原料配方，提高啤酒质量，降低成本，成为啤酒生产工作者研究的一个重要课题。Z啤酒公司生产配方目前仍然依靠人工经验结合试验的方法来确定，由于啤酒配方优化是一个含多极值点的配方优化问题，优化过程较难，虽然可以满足工艺的基本要求，但是原料总成本、质量等指标参数未能最优化,而且啤酒传统的配方设计过程主要依靠技术人员人工完成，依靠个人经验，不断尝试、反复改进参数、调整配方，运算出来的配方有时存在较大的差异，配方设计一致性和稳定性不强。本文通过分析认为问题在于在糖化配方设计过程中，麦汁浓度，过滤机装机量和生产成本和三个目标是相冲突的，因此可通过多目标规划进行优化，以上述三者为目标函数，以啤酒生产工艺要求和设备能力等多个实际生产要求为约束条件，建立了基于多目标规划的啤酒配方优化模型，并采用线性加权和法求解模型，采用不同权重系数做不同的优化方案，最后使用LINGO软件运算得到各个方案结果，通过对比后从而得到最终配方优化结果,并对Z公司全部10个啤酒品种的配方进行了优化及评价配方优化效果。通过Z公司原有啤酒配方比较，优化模型实施效果良好，能够有效优化啤酒配方，并提高了配方设计一致性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-19
  1.1 研究背景  10-13
    1.1.1 啤酒配方设计存在的问题  10-11
    1.1.2 啤酒配方优化问题本质  11-12
    1.1.3 研究目的和意义  12-13
  1.2 国内外研究综述  13-16
  1.3 研究思路  16-17
  1.4 研究构架  17-19
第二章啤酒配方设计现状分析  19-32
  2.1 啤酒生产流程及特点  19-23
    2.1.1 啤酒生产流程  19-21
    2.1.2 麦汁过滤的不同方式及特点  21-23
  2.2 啤酒配方设计  23-26
    2.2.1 配方设计定义及目标  23
    2.2.2 啤酒生产配方设计一般流程  23-26
  2.3 啤酒配方设计现状及问题  26-28
  2.4 配方设计需考虑的因素及相互制约关系  28-29
  2.5 啤酒配方优化的必要性  29-31
  2.6 本章小结  31-32
第三章基于多目标规划的啤酒配方模型构建  32-42
  3.1 多目标规划  32-34
    3.1.1 多目标规划的基本模型  32
    3.1.2 多目标规划的主要特点  32-33
    3.1.3 多目标规划的常见求解方法  33-34
  3.2 数学建模概述  34-36
    3.2.1 数学建模的概念  34-35
    3.2.2 啤酒配方优化问题的数学建模步骤  35-36
  3.3 啤酒配方优化模型的构建  36-39
    3.3.1 目标函数  36-37
    3.3.2 约束条件的确定  37-39
  3.4 啤酒配方优化模型的求解  39-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 Z公司的啤酒配方优化模型模拟  42-53
  4.1 Z公司配方优化模型模拟  42-45
    4.1.1 模型参数确定  42-44
    4.1.2 Z公司啤酒优化模型的构建  44-45
  4.2 数学规划软件LINGO求解模型结果  45-50
    4.2.1 数学规划软件LINGO概况  45
    4.2.2 LINGO软件求解模型过程  45-47
    4.2.3 不同权重系数的优化方案比较及权重系数确定  47-48
    4.2.4 LINGO软件运算得到优化结果  48-50
  4.3 啤酒配方模型优化效果评价  50-52
  4.4 本章小结  52-53
结论及展望  53-55
参考文献  55-57
攻读硕士学位期间取得的研究成果  57-58
致谢  58-59
附件  59

基于多目标规划的Z公司啤酒配方优化研究

内容摘要

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